煤矿瓦斯事故多危险源耦合作用分析及风险度量

我国的煤矿瓦斯事故频发,不仅造成了巨大的经济损失还产生了不良的社会影响。煤矿瓦斯事故的发生并不是单一因素作用的结果,而是源于多种因素相互作用、相互影响。这就要求在进行煤矿安全评价时不仅要系统分析煤矿瓦斯事故发生机理,还要综素之间合分析煤矿系统各因的耦合作用。在借鉴前人研究成果的基础上,利用改进的模糊DEMATEL模型,对煤矿系统多因素之间的耦合作用强度进行了度量,并绘制瓦斯事故的原因-结果图对瓦斯事故进行分析,为分类管理煤矿瓦斯事故危险源提供了科学依据。     

煤矿事故风险因子耦合机理研究

在对煤矿事故风险耦合特征分析的基础上,合理划分煤矿事故风险因子耦合类型。依据煤矿事故风险因子参与因素,将煤矿事故风险因子耦合划分为同质因子风险耦合和异质因子风险耦合。依据耦合对风险的作用方向,将煤矿事故的风险耦合划分为正向耦合、零度耦合和负耦合。在上述风险耦合分类的基础上,进一步探寻煤矿事故风险耦合的作用机理。最后从风险耦合的过程出发提出有效预控煤矿耦合风险产生的对策和建议。     

基于SEM的煤矿员工安全风险成因耦合模型

为有效降低矿难事故发生率,亟需探究和明晰煤矿员工安全风险的形成机理。以煤矿事故成因为研究视角,借助结构方程模型(SEM)进行煤矿安全风险成因耦合仿真,解析同质指标与异质指标的耦合路径。采集案例煤矿数据,验证煤矿安全风险成因的耦合度,甄别出耦合程度最大的影响指标。研究结果表明,在煤矿安全风险成因的双重耦合作用下,与煤矿作业环境耦合引起的风险最显著。据此指出,煤矿企业需要夯实安全管理,以降低客观因素的耦合程度,扭转矿难事故多发的现状。     

多因素耦合作用下煤矿企业风险评价

煤矿是一个复杂的人、机、环、管系统,煤矿事故发生的原因往往不是单一因素的作用,而是多个因素之间的相互耦合作用而导致的。然而利用一些常规的方法很难对多个因素之间的相互耦合,相互作用进行风险评价。为了解决这个问题首先在多因素耦合作用的视角下来构建煤矿事故的致因模型,其次利用相互作用矩阵法来对煤矿企业进行风险评价,不仅可以定量地计算出每种影响因素对煤矿企业风险的作用,而且可以对煤矿企业整体的风险性定量评价。实践证明该方法对煤矿企业风险评价具有可行性。     

煤矿瓦斯爆炸事故危险源机理分析及风险评价研究

针对煤矿瓦斯爆炸事故危险源具有多因素复杂性特征,运用对吻鱼骨图分析方式,系统剖析了煤矿瓦斯爆炸事故发生机理及其危害,结合模糊层次分析方法,建立了煤矿瓦斯爆炸风险综合评价模型,并以大同煤矿集团四台煤矿为例,分析验证了该方法对于煤矿瓦斯爆炸事故风险预控的可行性和科学性,从而为煤矿瓦斯爆炸危险源分级管理及安全预警提供了一种理论参考。     

多因素耦合诱发冲击地压作用机制

冲击地压是一种复杂的矿山动力失稳破坏现象,其诱因具有多样性和复杂性。鸡西矿区多个煤矿采深已达千米,冲击地压隐患日趋严重。针对鸡西矿区城山煤矿掘进巷道某次冲击地压事故,详细阐述了冲击地压的失稳破坏特征。在此基础上,分析地质构造、原岩应力状态及周边采场扰动等因素对冲击地压的影响,同时巷道掘进扰动及滞后作业产生的应变能积聚也是重要的诱发因素;并结合煤体的冲击倾向性鉴定及物理力学性质试验,分析了诱发冲击地压的内在因素。研究表明,此次冲击地压灾害是由多因素耦合作用诱发。综合考虑诱发因素的特点及城山煤矿实际情况,提出了防治城山煤矿冲击地压灾害的措施。     

巷道顶板围岩稳定性与上覆泥沙突出规律研究

针对煤矿井下发生泥沙突出灾害事故造成大量的人员伤亡和财产损失等安全问题,现结合理论分析、数值模拟和统计回归分析的方法,研究巷道顶板围岩稳定性与矿井泥沙突出事故发生的规律。利用FLAC3D软件模拟多因素耦合作用下,巷道与含泥沙构造间岩层稳定关系,并根据中间围岩塑性破坏区是否连通判断其稳定性和安全性。采用正交设计试验表列出综合影响因素的试验方案,模拟得出每个方案围岩稳定时的安全距离。通过多元回归分析,建立多因素耦合影响的安全距离预测模型,为矿井泥沙突出事故发生风险进行评估和预警,并为煤矿巷道布置或施工留设安全距离时提供科学依据。     

耦合效应下的煤矿顶板事故风险因素评价研究

在考虑人为因素、设备因素、环境因素和管理因素间的交互耦合效应的基础上,通过N-K模型量化煤矿顶板事故风险因素的耦合效应,建立加权直觉模糊集决策矩阵,并结合TOPSIS模型构建煤矿顶板事故风险因素的评价模型.对我国2008—2018年发生的185起典型煤矿顶板事故进行实例分析,总结出主观的人为因素或管理因素是煤矿顶板事故...     

煤矿地下水库技术原创试验平台体系研制及应用

煤炭是我国主体能源,西部是我国煤炭主产区,矿井水保护利用是煤炭开发面临的重大技术难题。国家能源集团煤炭绿色开采技术研发团队经过20多年持续技术攻关,首创了煤矿地下水库技术,在西部神东矿区推广应用,为矿区开发提供了95%以上用水,确保了矿区可持续开发。为进一步丰富完善煤矿地下水库理论和技术体系,在西部煤炭主产区不同地质和工况条件下推广应用该技术,保障国家能源安全和水资源安全,研发团队构建了煤矿地下水库原创技术试验平台体系,包括煤炭开采地下水运移与保护综合智能试验平台、多煤层开采煤矿地下水库模拟试验平台、煤矿地下水库坝体结构试验平台、西部深部井工矿井筒施工模拟试验台、地下水库水岩耦合机理试验、水处理工艺集成试验平台、煤矿地下水库冲击试验平台等,能够开展西部矿区不同煤层赋存条件下地下水运移规律、坝体结构参数优化、水库安全稳定性、水岩耦合作用机理、矿井水处理工艺参数优化、垮落岩体垮落冲击对坝体影响等研究,为煤矿地下水库建设、运行和安全提供理论支撑和技术验证。利用上述试验平台,开展了多煤层开采煤矿地下水库稳定性及渗流规律模拟、煤矿地下水库坝体结构安全、煤矿地下水库水岩耦合机理等多项试验研究,相关...     

煤矿采空区瓦斯与煤自燃复合热动力灾害多场演化研究进展

我国是采空区复合热动力灾害最为严重的国家之一,探索采空区复合热动力灾害的演化规律对于灾害防治具有极其重要的意义。然而,目前对于复合热动力灾害各灾种间的耦合致灾机理、灾害演化规律、灾害信息探测与辨识等方面的认识尚不够深入,因此导致煤矿采空区复合热动力灾害的预防及治理尚缺乏有针对性的技术方法。基于此,探讨了我国采空区瓦斯与煤自燃复合热动力灾害发生的现状,分析了该领域的国内外最新研究进展,指出采空区瓦斯与煤自燃复合热动力灾害具有隐蔽性、耦合型、动态性、复杂性的主要特征,由此导致灾害表现出风险大、辨识难、预警难、防治难的特点。从国内外关于采空区复合热动力灾害多场演化规律的研究平台、多场耦合数学模型、气体体积分数场-温度场-风压场等多场耦合演化规律及其关键影响因素、灾害信息探测技术及采空区瓦斯与煤自燃复合热动力灾害的判别方法等角度,系统综述了采空区热动力灾害多场演化规律的最新进展。以此为基础,指出采空区复合热动力灾害亟需在多灾种间的互馈耦合作用机理、多场耦合动态演化规律、复合灾害的关键致灾因素及其临界指标、采空区复合灾害监测-预警-综合防控一体化理论与技术等方面展开进一步的深入研究与探索,研究结果将为采空区复合热动力灾害致灾机理和有效防治技术的研发提供参考。     

煤矿井下煤层瓦斯含量测定方法的研究进展

如何精准测定煤矿井下煤层瓦斯含量,进一步厘清煤层瓦斯成藏特征是矿井实施瓦斯灾害治理或煤矿区煤层气资源开发利用的关键。基于前期研究及文献调研,回顾了煤矿井下煤层瓦斯含量测定方法的发展历程,综述了当前国内外井下煤层瓦斯含量测定技术的研究进展。分析了煤层瓦斯含量测定理论与工程应用中存在的问题,指出瓦斯在煤屑内的扩散机理与多物理场耦合作用下煤吸附瓦斯机理尚未研究透彻、井下"保真"取样技术存在局限性等因素制约了煤层瓦斯含量的精准测定。对总体发展趋势进行了展望,认为煤矿井下煤层瓦斯含量测定技术正朝着智能化、多元化的方向发展,加强理论研究,尽快完善装备,发展高精度的原位测量技术是未来的主要研究方向。     

煤矿生产事故致因机理辨析与仿真

现有的生产系统事故致因机理一般涉及人、机械、环境、管理4种因素,但这4种因素对事故影响作用在不同的事故致因机理中却有不同的阐述。针对煤矿这一特定而复杂的生产系统,研究了4大因素对其安全性的影响机理。人机环是煤矿组成生产系统的必要因素,而管理则是生产系统的控制因素。基于此理念,建立了生产系统事故致因模型。采用逻辑运算对建立的模型进行了仿真。仿真结果显示,模型能比较好的揭示复杂生产系统的事故发生机理。根据此模型,提出了生产系统的事故控制措施。     

煤矿员工不安全行为影响因素作用效应分析

通过搜集2001—2016年间发生的重特大煤矿事故案例,分析煤矿事故直接致因及间接致因,选取群体压力、管理者态度、设备设施、复杂环境、组织管理等5个影响因素,运用结构方程模型(SEM)明晰煤矿员工不安全行为与各影响因素之间的关联系数,计算各潜在变量间的直接效应值、间接效应值及总效应值,甄别对煤矿员工不安全行为作用效应值最大的影响指标。研究结果表明,在多种因素共同耦合作用下,设备设施对煤矿员工不安全行为的影响最大,群体压力是首要外因。因此,煤矿企业亟待强化员工抗压能力,减少甚至遏制客观因素对煤矿员工不安全行为的影响。     

新形势下山东省煤矿顶板事故分析及防范探讨

为了进一步探索防控煤矿顶板事故风险的方法,梳理近一个时期山东省煤矿顶板事故情况,从不同角度统计分析,研究事故发生规律及特点,提出针对性对策。从统计分析结果来看,十多年间,山东省煤矿顶板事故规律发生了较大变化,事故起数、死亡人数波动下降,但仍高发、频发;事故呈现明显的地域性特点,枣庄、济宁、泰安等主产煤地市顶板事故频率较高;现场顶板条件由受单一型地质因素影响向复杂围岩条件影响变化,顶板事故原因从支护不到位、空顶作业等简单型原因向多种致灾因素耦合影响变化,须从完善顶板管理体制、致灾因素普查、先进装备技术应用、强化安全培训等多个方面共同发力,有效管控顶板事故重大风险。     

煤矿人因事故的发生机理与防范基础研究

结合我国煤矿的事故特点，建立了煤矿生产系统人因事故形成逻辑关系图和煤矿人因事故发生原因的FTA逻辑模型图，阐述了煤矿人因事故的形成机理；阐明了管理与人为触发因素是煤矿人因事故发生的最主要的因素；提出了煤矿人因事故的基础防范对策。     

矿井岩溶突水灾变机理

结合湖南娄底市七一煤矿石坝井岩溶突水、突泥实例,运用损伤力学及岩体流体力学理论,研究矿井岩溶突水的渗流-损伤-断裂耦合成灾机理,通过FISH研制矿井岩溶突水的渗流-损伤-断裂耦合分析程序（扩展FLAC3D模型）,对七一煤矿岩溶突水成灾过程进行耦合分析,探讨巷道掘进过程中围岩渗流场和岩柱的劈裂损伤演化规律。耦合研究认为：七一煤矿石坝井岩溶突水事故是裂隙渗透压与围岩次生应力场共同作用下茅口灰岩岩柱损伤演化;在高渗透体积力与围岩次生应力的耦合作用下,处于全损伤状态的岩柱水力劈裂导致矿井岩溶突水成灾;耦合分析发现矿井岩溶突水具有渗透系数突变、渗透体积力突变及位移突变等特性。探讨了防范矿井充填型溶洞突水高风险的应对措施及合理的岩溶突水临界岩柱。     

我国南方某地区煤矿事故频发原因分析

根据我国南方某地区3年多的煤矿事故统计和现场调查资料,分析了影响该地区煤矿事故多发的时间、环境和管理等因素。通过对地方小煤矿事故深入分析,提出以技术力量雄厚的规模化煤矿带动地方小煤矿,加快资源整合,做好煤矿技术人才引进和职工安全培训工作,加强企业安全生产管理,完善安全生产监督机制等措施,促进地方煤炭工业持续、稳定、健康发展。     

对我国煤矿瓦斯事故的思考

采用力学-数学方法（数值模拟），从相关关键参数（如煤层瓦斯含量、瓦斯压力、瓦斯放散初速度、煤的坚固性系数等）相互关系的数值分析入手，阐述了覆岩应力不同分布状态下煤岩体本构关系和固-流-应力的耦合作用，确定了采掘工作面推进与瓦斯事故源（高应力区和高煤层瓦斯压力区）的时空关系，从而定量地揭示瓦斯事故发生发展的过程机理，达到煤矿瓦斯事故有效预测控制的目的.     

基于ISM和AHP的煤矿透水事故影响因素研究

近几年我国煤矿多发生重大煤矿透水事故,因此研究了基于ISM和AHP的煤矿透水事故影响因素,从人的因素、管理因素、自然因素、物的因素4个层面建立煤矿透水事故的影响因素指标体系。利用解释结构模型（ISM）分析各因素之间的关联性,并建立3级多层递阶ISM模型,在其基础上利用层次分析法（AHP）分析各因素之间的权重。结果表明:透水事故发生的表层影响因素表现在人的因素和自然因素;内部管理、监督体系、地质条件是影响煤矿透水事故发生的主要影响因素,因此完善内部管理、加强监督体系、同时进行精准且正确的地质探测,有助于防治煤矿透水事故。     

华北地区煤矿底板透水机理分析与防治

为了弄清华北地区煤矿底板透水事故机理和防治现状,对华北地区多个矿井进行水文地质资料收集,从矿井富水系数和涌水量等方面研究华北煤矿的水文地质状况,了解华北地区煤矿的防护设备、人员以及防水管理情况,分析2012—2015年华北煤矿发生较大透水事故的机理和主要原因,为华北地区煤矿的防水治水提供资料基础。